城市供水水源地地下水環(huán)境模擬與安全供水對策研究.pdf

1、東武水源地位于山東省大汶河流域中段，隸屬泰安市岱岳區(qū)，水源地分布于大汶口盆地東南部山前沖洪積平原上，地形南高北低，東高西低，東西長約8km，南北寬約3km，是泰安市一處重要的城市供水水源地。自第四系以來，在特定的沉積環(huán)境下堆積了較厚的松散沖洪積沉淀物，形成了一個具有完整的補給、徑流、排泄條件的獨立的水文地質(zhì)單元，為地下水的儲存和運移提供了良好的空間。 近年來，為滿足泰安市經(jīng)濟社會快速發(fā)展的需水要求，東武水源地開采量逐漸增大，導致

2、地下水水位下降，地下水系統(tǒng)自身的補給、徑流、排泄緩慢改變；同時大汶河作為水源地重要補給水源，水量、水質(zhì)狀況均不樂觀，勢必對東武水源地產(chǎn)生影響。因此，對水源地地下水環(huán)境進行客觀合理地評價，對水源地安全供水提出對策，成為水源地可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。本文在收集東武水源地地質(zhì)和水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，基于水流和溶質(zhì)運移的連續(xù)方程，利用Aqua3D地下水數(shù)值模擬軟件，建立了東武水源地三維地下水含水系統(tǒng)模型，并利用驗證后的模型對研究區(qū)地下水環(huán)境進行了

3、定量評價，取得的主要成果如下： (1)依據(jù)地質(zhì)剖面和鉆孔資料，建立了東武水源地水文地質(zhì)概念模型和數(shù)學模型，并利用Aqua3D地下水有限元數(shù)值模擬軟件建立了相應(yīng)的數(shù)值模型，通過對模型反復地調(diào)參、運行、識別，結(jié)果表明模型基本達到了對水文地質(zhì)體的仿真，為東武水源地地下水環(huán)境的優(yōu)化、管理提供了科學依據(jù)。 (2)為了提高模型的仿真度，在建模過程中盡可能地選擇了水文地質(zhì)自然邊界(如斷層、地表水水體)作為研究區(qū)的模型邊界，模型計算面積

4、20km<'2>。研究表明在現(xiàn)狀開采條件和最大允許開采條件下，2020年研究區(qū)水位均有所下降，相同地段水位相差5m左右，最低水位未達到巖溶水頂板標高，不會引發(fā)地質(zhì)環(huán)境問題。 (3)利用建立的水流模型，耦合溶質(zhì)運移模型，預(yù)測了東武水源地主供水區(qū)和人口集中區(qū)(大汶口鎮(zhèn))孔隙水和巖溶水亞硝酸鹽濃度。 預(yù)測主供水區(qū)在現(xiàn)狀開采條件下，孔隙水亞硝酸鹽濃度2010年為0.03mg/L，201 5年為0.035mg/L，2020年為0.

5、05mg/L：預(yù)測主供水區(qū)在最大開采條件下，孔隙水亞硝酸鹽濃度2010年為0.03mg/L，2015年為0.037mg/L，2020年為0.052mg/L；預(yù)測主供水區(qū)在現(xiàn)狀開采條件下，巖溶水亞硝酸鹽濃度2010年為3×10<'-10>mg/L，2015年為3.6×10<'-10>mg/L，2020年為4.8×10<'10>mg/L；預(yù)測主供水區(qū)在最大開采條件下，巖溶水亞硝酸鹽濃度2010年為5×10<'-10>mg/L，2015年為5

6、×10<'-10>mg/L，2020年為1×10<'-9>mg/L。 預(yù)測大汶口鎮(zhèn)在現(xiàn)狀開采條件下，孔隙水亞硝酸鹽濃度2010年為0.03mg/L，2015年為0.045mg/L，2020年為0.07mg/L；預(yù)測大汶口鎮(zhèn)在最大開采條件下，孔隙水亞硝酸鹽濃度2010年為0.03mg/L，2015年為0.05mg/L，2020年為0.08mg/L；預(yù)測大汶口鎮(zhèn)在現(xiàn)狀開采條件下，巖溶水亞硝酸鹽濃度2010年為0.026mg/L，20